<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">donstu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">2687-1653</issn><publisher><publisher-name>Don State Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.23947/2687-1653-2020-20-4-422-429</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">donstu-1723</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>INFORMATION TECHNOLOGY, COMPUTER SCIENCE AND MANAGEMENT</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Polynomially computable Σ-specifications of hierarchical models of reacting systems</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Полиномиально вычислимые Σ-спецификации иерархизированных моделей реагирующих систем</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-2719-8590</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Глушкова</surname><given-names>В. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Glushkova</surname><given-names>V. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Глушкова Валентина Николаевна - доцент кафедры Математика, кандидат физикоматематических наук, старший научный сотрудник.</p><p>344003, Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1</p></bio><bio xml:lang="en"/><email xlink:type="simple">lar@aaanet.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-1196-3596</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Коровина</surname><given-names>К. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Korovina</surname><given-names>K. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Коровина Ксения Сергеевна - старший преподаватель кафедры Математика.</p><p>344003, Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1</p></bio><bio xml:lang="en"/><email xlink:type="simple">ksenichka@inbox.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО Донской государственный технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Don State Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2020</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>25</day><month>12</month><year>2020</year></pub-date><volume>20</volume><issue>4</issue><fpage>422</fpage><lpage>429</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Glushkova V.N., Korovina K.S., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Глушкова В.Н., Коровина К.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Glushkova V.N., Korovina K.S.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/1723">https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/1723</self-uri><abstract><sec><title>Introduction</title><p>Introduction. Verification packages design and analyze the correctness of parallel and distributed systems within the framework of various classes of temporal logics of linear and branching time. The paper discusses a polynomially realizable class of ∆0T -formulas interpreted on multi-sorted models with hierarchical suspensions. The suspensionstructure is described by an arbitrary context-free (CF) grammar. The predicates and functions of the model signature are interpreted on the original CF-list, which is completed during the interpretation process.</p></sec><sec><title>Materials and Methods</title><p>Materials and Methods. A constant model is constructed for theories from ∆0T-quasiidentities with Noetherian and confluence properties. We consider formulas of the multi-sorted first-order predicate calculus (PC) language with variables of the “list” sort interpreted on models with a hierarchized suspension. The theory is interpreted in terms of grammar inference trees describing the behavior of the specified system. The CF-grammar rules hierarchize the action space of the modeled system. It is noted that the expressive capabilities of Д0T-formulas are insufficient for modeling real-time systems. Therefore, expressions with unbounded universal quantifier V, known as PT formulas, are used for the specification.</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. The logical specification of an automated complex which consists of a workpiece manipulator is given as an example. The location of the positions is fixed by sensors. The operating cycle of the manipulator is described. The specification of its operation consists in the hierarchization of actions by the rules of the CF-grammar and their description by the first-order PT-formulas taking into account the time values.</p><p>Discussion and Conclusions. The paper shows that the class of the considered formulas can be used to model real-time systems. An example of the logical specification of a manipulator behavior control device is given.</p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><sec><title>Введение</title><p>Введение. Пакеты верификации проектируют и анализируют корректность параллельных и распределенных систем в рамках различных классов темпоральных логик линейного и ветвящегося времени. В статье рассматривается полиномиально реализуемый класс ∆0T-формул, интерпретируемый на многосортных моделях с иерархическими надстройками. Структура надстройки описывается произвольной контекстно-свободной (КС) грамматикой. Предикаты и функции сигнатуры модели интерпретируются на исходном КС-списке, достраиваемом в процессе интерпретации.</p></sec><sec><title>Материалы и методы</title><p>Материалы и методы. Для теорий из ∆0T-квазитождеств, обладающих свойствами нётеровости и конфлюент-ности, строится константная модель. Рассматриваются формулы многосортного языка исчисления предикатов (ИП) 1-го порядка с переменными сорта «список», интерпретируемые на моделях с иерархизированной надстройкой. Теория интерпретируется на деревьях вывода грамматики, описывающих поведение специфицируемой системы. Правила КС-грамматики иерархизируют пространство действий моделируемой системы. Отмечено, что для моделирования систем реального времени недостаточно выразительных возможностей Д0 T-формул. Поэтому для спецификации используются выражения с неограниченным квантором всеобщности V, известные как ПТ-формулы.</p></sec><sec><title>Результаты исследования</title><p>Результаты исследования. В качестве примера приводится логическая спецификация автоматизированного комплекса, который состоит из манипулятора, обрабатывающего детали. Положение позиций фиксируется датчиками. Описывается цикл работы манипулятора. Спецификация его функционирования состоит в иерархиза-ции действий правилами КС-грамматики и их описании формулами ИП 1-го порядка с учетом значений времени.</p></sec><sec><title>Обсуждение и заключения</title><p>Обсуждение и заключения. В статье показано, что класс рассмотренных формул можно использовать для моделирования систем реального времени. Приводится пример логической спецификации управляющего устройства поведением манипулятора.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>логическая спецификация</kwd><kwd>модель теории</kwd><kwd>реагирующая система</kwd><kwd>КС-грамматика</kwd><kwd>формула ИП 1-го порядка</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>logical specification</kwd><kwd>theory model</kwd><kwd>reactive system</kwd><kwd>CF-grammar</kwd><kwd>first-order PC-formula</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Goguen, J. A. Models and equality for logical programming / J. A. Goguen, J. Meseguer // Lecture Notes in Computer Science. — 1987. — Vol. 250. — P. 1-22.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Goguen, J. A. Models and equality for logical programming / J. A. Goguen, J. Meseguer // Lecture Notes in Computer Science. — 1987. — Vol. 250. — P. 1-22.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kowalski, R. Logic for Problem Solving, Revisited / R. Kowalski. London : Imperial College, 2014. — P. 321.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kowalski, R. Logic for Problem Solving, Revisited / R. Kowalski. London : Imperial College, 2014. — P. 321.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кларк, Э. М. Верификация моделей программ / Э. М. Кларк, О. Грамберг мл., Д. Пелед // Москва : Изд-во Московского центра непрерывного математического образования, 2002. — 416 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Кларк, Э. М. Верификация моделей программ / Э. М. Кларк, О. Грамберг мл., Д. Пелед // Москва : Изд-во Московского центра непрерывного математического образования, 2002. — 416 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Reps, T. Automating Abstract Interpretation / T. Reps, A. Thakur // In: 17th International Conference, VMCAI 2016, on Verification, Model Checking and Abstract Interpretation. St. Petersburg, FL, USA, January 17-19, 2016. — Paris : Springer, 2016. — P. 3-40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Reps, T. Automating Abstract Interpretation / T. Reps, A. Thakur // In: 17th International Conference, VMCAI 2016, on Verification, Model Checking and Abstract Interpretation. St. Petersburg, FL, USA, January 17-19, 2016. — Paris : Springer, 2016. — P. 3-40.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bloem, R. SAT-Based Synthesis Methods for Safety Specs / R. Bloem, R. Konighofer, M. Seidl // In: 15th International Conference, VMCAI 2014, on Verification, Model Checking and Abstract Interpretation. San Diego, CA, USA, January 2014. — San Diego : Springer, 2014. — P. 1-20.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bloem, R. SAT-Based Synthesis Methods for Safety Specs / R. Bloem, R. Konighofer, M. Seidl // In: 15th International Conference, VMCAI 2014, on Verification, Model Checking and Abstract Interpretation. San Diego, CA, USA, January 2014. — San Diego : Springer, 2014. — P. 1-20.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Beyer, D. Reuse of Verification Results / D. Beyer, Ph. Wendler // In: 20th International Symposium, SPIN 2013, on Model Checking Software. Stony Brook, July 8-9, 2013. — Stony Brook : Springer, 2013. — P. 1-15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Beyer, D. Reuse of Verification Results / D. Beyer, Ph. Wendler // In: 20th International Symposium, SPIN 2013, on Model Checking Software. Stony Brook, July 8-9, 2013. — Stony Brook : Springer, 2013. — P. 1-15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Alur, R. Model-cheking for real-time system / R. Alur, C. Courcoubetis, D. L. Dill // Information and Computation. — 1993. — Vol. 104 (1). — P. 2-34.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alur, R. Model-cheking for real-time system / R. Alur, C. Courcoubetis, D. L. Dill // Information and Computation. — 1993. — Vol. 104 (1). — P. 2-34.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Morbe, G. Fully Symbolic TCTL Model Checking for Incomplete Timed Systems // G. Morbe, Ch. Scholl // In: Proceedings of the Automated Verification of Critical Systems (AVoCS 2013). — 2013. — Vol. 66. — P. 1-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Morbe, G. Fully Symbolic TCTL Model Checking for Incomplete Timed Systems // G. Morbe, Ch. Scholl // In: Proceedings of the Automated Verification of Critical Systems (AVoCS 2013). — 2013. — Vol. 66. — P. 1-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">D'Silva, V. Independence Abstractions and Models of Concurrency / V. D'Silva, D. Kroening, M. Sousa // In: 18th International Conference, VMCAI 2017, on Verification, Model Checking and Abstract Interpretation. Paris, France, January 15-17, 2017. — Paris : Springer, 2017. — P. 149-168.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">D'Silva, V. Independence Abstractions and Models of Concurrency / V. D'Silva, D. Kroening, M. Sousa // In: 18th International Conference, VMCAI 2017, on Verification, Model Checking and Abstract Interpretation. Paris, France, January 15-17, 2017. — Paris : Springer, 2017. — P. 149-168.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Goncharov, S. S. Theoretical aspects of S-programming / S. S. Goncharov, D. I. Sviridenko //: In: Proc. of the International Spring School, April 1985, on Mathematical Methods of Specification and Synthesis of Software Systems' 85. Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, 1985. — P. 169-179.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Goncharov, S. S. Theoretical aspects of S-programming / S. S. Goncharov, D. I. Sviridenko //: In: Proc. of the International Spring School, April 1985, on Mathematical Methods of Specification and Synthesis of Software Systems' 85. Berlin ; Heidelberg : Springer-Verlag, 1985. — P. 169-179.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гончаров, С. С. Модели данных и языки их описаний / С. С. Гончаров // Вычислительные системы. Логико-математические основы проблемы МОЗ. — 1985. — Вып. 107. — С. 52-70.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гончаров, С. С. Модели данных и языки их описаний / С. С. Гончаров // Вычислительные системы. Логико-математические основы проблемы МОЗ. — 1985. — Вып. 107. — С. 52-70.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Мальцев, А. И. Алгебраические системы. Москва : Наука, 1976. — С. 392.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Мальцев, А. И. Алгебраические системы. Москва : Наука, 1976. — С. 392.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глушкова, В. Н. Оценка сложности реализации логических спецификаций на основе контекстносвободных грамматик / В. Н. Глушкова // Кибернетика и системный анализ. — 1996. — № 4. — С. 50-58.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Глушкова, В. Н. Оценка сложности реализации логических спецификаций на основе контекстносвободных грамматик / В. Н. Глушкова // Кибернетика и системный анализ. — 1996. — № 4. — С. 50-58.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Горбатов, В. А. Логическое управление распределенными системами / В. А. Горбатов, М. И. Смирнов, И. С. Хлытчиев. — Москва : Энергоатомиздат, 1991. — 288 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Горбатов, В. А. Логическое управление распределенными системами / В. А. Горбатов, М. И. Смирнов, И. С. Хлытчиев. — Москва : Энергоатомиздат, 1991. — 288 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
